【嵌入式开发】
看门狗（Watchdog）在嵌入式开发中的深度解析
一、看门狗概述
看门狗是一种硬件或软件机制，用于监视嵌入式系统的运行状态。如果系统在一段时间内没有按预期进行响应（例如，由于软件错误导致系统挂起），看门狗将触发一个复位信号，使系统重新启动。这有助于从可能的软件故障中恢复系统。
二、看门狗的工作原理
硬件看门狗：
- 硬件看门狗通常是一个独立的计时器电路，与主处理器分开。
- 处理器需要定期“喂狗”（即重置看门狗计时器）以表明它仍在正常运行。
- 如果处理器由于某种原因停止喂狗，看门狗计时器将溢出，并触发一个复位信号。
软件看门狗：
- 软件看门狗是通过软件代码实现的类似机制。
- 它通常涉及一个在主循环中运行的计时器或计数器。
- 如果主循环由于某种原因停止执行（例如，陷入无限循环），软件看门狗将不会得到重置，并会触发相应的故障处理机制。
三、看门狗的用途
- 故障检测：看门狗主要用于检测系统故障，如软件崩溃或硬件故障。
- 系统恢复：通过触发复位信号，看门狗可以帮助系统从故障状态中恢复。
- 提高可靠性：在关键应用中，如医疗设备或航空航天系统，看门狗是提高系统可靠性和安全性的重要手段。
四、实现看门狗
以下是一个简单的伪代码示例，展示了如何在嵌入式系统中实现一个软件看门狗：
#define WATCHDOG_TIMEOUT 1000 // 看门狗超时时间（以毫秒为单位）
#define WATCHDOG_FEED() {
watchdog_timer = 0; } // 重置看门狗计时器的函数
unsigned int watchdog_timer = 0; // 看门狗计时器变量
void main_loop() {
while (1) {
// 主循环代码...
// 定期喂狗以防止超时
if (watchdog_timer >= WATCHDOG_TIMEOUT) {
// 看门狗超时处理（例如：触发复位）
reset_system(); // 假设存在的复位函数
} else {
watchdog_timer++; // 更新计时器值（通常在实际应用中会用到实时时钟或定时器中断）
}
// 其他任务...
task1();
task2();
// ...
// 在每个循环的末尾喂狗（重置计时器）以表明系统仍在正常运行中。
WATCHDOG_FEED(); // 这应该在每个循环迭代中都执行到，以确保看门狗不会触发复位。
}
}
注意：上面的代码只是一个简化的示例，并不适用于所有情况。在实际应用中，看门狗的实现可能会更加复杂，并且通常会涉及到中断服务例程（ISR）、实时操作系统（RTOS）或其他底层机制。此外，硬件看门狗的实现将涉及特定的硬件寄存器和配置设置。
